DE4214692A1 - Einspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinen mit thermostatischer angleichung der kraftstoffoerdermenge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für Brenn­ kraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Brennkraftmaschinen hat die Förderrate eines Einspritzsy­ stems großen Einfluß auf die Verbrennungsgüte. Unter Förder­ rate versteht man die eingespritzte Kraftstoffmenge pro Grad Nockenwelle.

Eine Vergrößerung der Förderrate wird durch Durchmesserver­ größerung des Plungers oder durch Nockengeschwindigkeitserhö­ hung erreicht. Dabei wirkt die Geschwindigkeit linear und der Durchmesser quadratisch auf die Förderrate. Eine Plunger­ durchmesservergrößerung ist daher effektiver, hat aber den technischen Nachteil eines starken Drehmomentanstiegs im mittleren Drehzahlbereich. Die Brennkraftmaschine würde daher mit zu hohem Mitteldruck betrieben und überlastet werden. Ab­ hilfe schafft eine Minusangleichung der Kraftstoffördermenge.

Eine Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen ist aus der DE-OS 38 33 539 bekannt. Bei dieser Einspritzvorrichtung be­ wirkt ein zusätzlicher Umlenkhebel, der im Reglergehäuse ge­ lagert ist, über eine nicht dargestellte, federbelastete An­ gleichkapsel, in Verbindung mit dem Leerlaufhebel bei Dreh­ zahlabfall eine Umkehrung der Regelstangenbewegungsrichtung und wirkt damit dem Drehmomentanstieg entgegen. Der Nachteil dieser an für sich zufriedenstellenden Lösung ist es, daß durch den Umlenkhebel die Einstellung einer Startmehrmenge verhindert wird bzw. nur durch eine komplizierte, kostenin­ tensive Zusatzeinrichtung möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzvor­ richtung bereitzustellen, bei der eine kostengünstige Lösung einer Kraftstoffördermengenangleichung mit Startmehrmengen­ freigabe verwirklicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch den Einsatz eines temperaturabhängig arbeitenden Verstellelementes zur Festle­ gung des Verstellweges des Umlenkhebels ist am Leerlaufhebel ein beweglicher von der Temperatur abhängiger Anschlag ge­ schaffen. Dabei ist das Verstellelement so ausgelegt, daß bei kalter Brennkraftmaschine der für die Startmehrmenge notwen­ dige Regelstangenweg freigegeben ist und bei betriebswarmer Brennkraftmaschine die Startmehrmenge gesperrt ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Verstellelement an dem Leerlaufhebel angeordnet. Grundsätzlich ist es möglich, das Verstellelement auch an dem Umlenkhebel anzuordnen, es hat sich aber im Betrieb als günstig erwiesen, wenn das Verstell­ element an dem Leerlaufhebel angeordnet ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Verstellelement in den Leerlaufhebel integriert. Es ist vorgesehen, das Verstellele­ ment in eine entsprechend ausgearbeitete Ausnehmung des Leer­ laufhebels einzusetzen. Dabei kann bei bestimmten Einsatzfäl­ len, wenn das Verstellelement nicht benötigt wird, die Aus­ nehmung durch eine Verschlußeinrichtung abgedeckt werden, so daß auch dann - allerdings ohne die zuvor beschriebenen er­ findungsgemäßen Vorteile - eine Angleichung der Kraftstofför­ dermenge vorgenommen wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Verstellele­ ment ein Dehnstoffelement. Ein derartiges Dehnstoffelement ist als Großserienteil problemlos mit unterschiedlichsten Temperaturverhalten erhältlich. Damit ist eine problemlose Abstimmung auf verschiedene Einsatzfälle möglich.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Dehnstoffelement gegen eine Überhubfeder bewegbar. Serienmäßige Dehnstoffelemente weisen einen Hubweg ihres Arbeitskolbens auf, der im Rahmen der Erfindung nicht vollständig benötigt wird. Dieser Überhub wird durch die Überhubfeder aufgefangen.

In Weiterbildung der Erfindung ist in Wirkrichtung zwischen dem Arbeitskolben des Dehnstoffelements und dem Umlenkhebel ein Bolzen angeordnet. Dabei weist der Bolzen auf seiner dem Umlenkhebel abgewandten Seite eine großflächige Auflagefläche auf, auf der der Arbeitskolben anliegt. Der Bolzen ist in ei­ ner entsprechenden Ausnehmung des Leerlaufhebels geführt und zu dem Umlenkhebel ausgerichtet. Somit werden auch bei einem mit Spiel an dem Leerlaufhebel befestigten Dehnstoffelement dessen Bewegungen exakt auf den Umlenkhebel übertragen.

Eine Arbeitsfeder bewegt in weiterer Ausgestaltung der Erfin­ dung den Bolzen gegen den Arbeitskolben. Dadurch ist gewähr­ leistet, daß in Ruhestellung des Systems der Umlenkhebel tem­ peraturabhängig seine volle Beweglichkeit erhält.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Umlenkhebel eine Einstellvorrichtung auf. Diese Einstellvorrichtung ist vorge­ sehen, um den Umlenkhebel auf den jeweiligen Vollastpunkt der entsprechenden Abnahmevorschrift einzustellen.

Dabei ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Ein­ stellvorrichtung eine Exzentereinstellvorrichtung. Durch diese kann die notwendige Einstellung exakt vorgenommen wer­ den.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es, daß außer einer kostengünstigen Lösung einer Minusan­ gleichung mit einer Startmehrmengenfreigabe auch eine tempe­ raturabhängige Startmehrmengenreduzierung verwirklicht wird. Dies ist dadurch erreicht, daß mit zunehmend sich erwärmender Brennkraftmaschine der Arbeitskolben des Dehnstoffelementes kontinuierlich ausgefahren wird und die Startmehrmenge ausge­ hend von der Leerlaufstartmehrmenge kontinuierlich zurück­ nimmt.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist geeignet, die soge­ nannte Euro-I-Low-Emission-Forderung zu erfüllen.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Einspritzvorrichtung mit einer Reglereinrich­ tung mit einem Dehnstoffelement mit voll ausgefah­ renem Arbeitskolben,

Fig. 2 das Dehnstoffelement mit voll ausgefahrenem Ar­ beitskolben und gleichzeitig verschwenktem Leer­ laufhebel,

Fig. 3 das Dehnstoffelement mit voll eingefahrenem Ar­ beitskolben und

Fig. 4 das Dehnstoffelement mit voll ausgefahrenem Ar­ beitskolben, wobei der Leerlaufhebel in Startstel­ lung steht.

Die in Fig. 1 dargestellte Reglereinrichtung ist insbesondere für eine Einspritzvorrichtung für selbstzündende Brennkraft­ maschinen ausgelegt. Dabei weist die Einspritzvorrichtung nicht dargestellte Einzeleinspritzpumpenelemente auf, wobei die von den Einspritzpumpenelementen geförderte Kraftstoff­ menge von der Regelstange 1 eingestellt wird. Die Reglerein­ richtung ist dabei vor der Vorderkante 2 des Kurbelgehäuses angeordnet. Die Regelstange 1 ist von einem Verstellhebel 3 nach links zu einer Verringerung der geförderten Kraftstoff­ menge verstellbar. Der Verstellhebel 3 ist um eine gehäuse­ fest angeordnete Achse 4 verschwenkbar. Auf den Verstellhebel 3 wirkt eine nicht dargestellte Fliehkraftregeleinrichtung, die an dem Anlenkpunkt 5 angreift und bei zunehmender Dreh­ zahl der Brennkraftmaschine den Verstellhebel 3 nach links zu einer Verringerung der Fördermenge verstellt, während bei ab­ nehmender Drehzahl eine Vergrößerung der Fördermenge zugelas­ sen wird. Auf der Achse 4 ist seitlich neben dem Verstellhe­ bel 3 weiterhin ein Leerlaufhebel 6 gelagert, der über eine seitliche Anlagefläche 7 auf den Verstellhebel 3 einwirken kann. Ein Drehzahlverstellhebel 8, der über eine Reglerfeder 9 mit dem Leerlaufhebel 6 verbunden ist, kann von einer Be­ dienperson verstellt und somit die auf den Leerlaufhebel 6 wirkende Federkraft der Reglerfeder 9 eingestellt werden. In den Leerlaufhebel 6 ist eine Aufnahmeöffnung 10 für ein Dehn­ stoffelement 11 eingearbeitet. Das Dehnstoffelement 11 ist mit seinem Thermostatgehäuse in die Aufnahmeöffnung 10 einge­ schoben und stützt sich über eine Überhubfeder 12 gegen eine Scheibe 13, die durch einen Sicherungsring 14 gegen Heraus­ gleiten aus der Aufnahmeöffnung 10 gesichert ist, ab. Das Dehnstoffelement 11 weist einen Arbeitskolben 15 auf, der aus dem Gehäuse des Dehnstoffelements 11 bei zunehmender Tempera­ tur ausfährt. Dabei bewegt der Arbeitskolben 15 einen Bolzen 16 gegen die Kraft einer Arbeitsfeder 17 durch eine in axi­ aler Verlängerung der Aufnahmeöffnung 10 angeordneten Durch­ trittsöffnung heraus. Die dem Arbeitskolben 15 gegenüberlie­ gende Seite des Bolzens 16 liegt ihrerseits an einer Seite eines Umlenkhebels 18 an, dessen gegenüberliegende Seite wie­ derum mit der Regelstange 1 zusammenwirkt. Der Umlenkhebel 18 ist in einer Exzentereinstellvorrichtung 19 gelagert. Mit dieser Exzentereinstellvorrichtung 19 ist der Umlenkhebel 18 einstellbar und zwar derart, daß er auf dem jeweiligen Vollastpunkt entsprechend der Abnahmevorschrift eingestellt werden kann.

In Fig. 1 sind der Verstellhebel 3 und der Leerlaufhebel 6 in ihrer Vollaststellung bei warmer Brennkraftmaschine darge­ stellt. Weiterhin ist infolge der betriebswarmen Brennkraft­ maschine der Arbeitskolben 15 voll aus dem Gehäuse des Dehn­ stoffelements ausgefahren und hat dementsprechend den Umlenk­ hebel 18 in die dargestellte Position verschwenkt. Dabei liegt der Umlenkhebel 18 sowie der Verstellhebel 3 an der Re­ gelstange entsprechend einem Vollastpunkt an. Die Regelstange 1 weist in der dargestellten Position einen Abstand 1 von der Vorderkante 2 des Kurbelgehäuses auf.

In Fig. 2 ist wieder der Betriebszustand der warmen Brenn­ kraftmaschine dargestellt und entsprechend der Arbeitskolben 15 des Dehnstoffelements 11 voll aus dessen Gehäuse ausgefah­ ren. Im Unterschied zu Fig. 1 ist der Leerlaufhebel 6, be­ dingt durch eine Drehzahlreduktion des Motors, um einen ge­ ringen Betrag gegenüber der strichliniert dargelegten norma­ len Vollaststellung nach rechts verschwenkt, wobei das Maß der Schwenkbewegung den Grad der Minusangleichung bestimmt. Dementsprechend verschwenkt der Arbeitskolben 15 über den Bolzen 16 den Umlenkhebel 18 um die Exzentereinstellvorrich­ tung 19 um ein bestimmtes Maß, so daß die Regelstange 1 um einen entsprechenden Betrag nach links hin zu einer Verringe­ rung der Kraftstoffördermenge verschoben wird. Entsprechend beträgt der Abstand der Regelstange 1 von der Vorderkante 2 des Kurbelgehäuses das Maß l-x.

In Fig. 3 ist die Startstellung des Systems bei kalter Brenn­ kraftmaschine dargestellt. Der Arbeitskolben 15 ist voll in das Gehäuse des Dehnstoffelements eingefahren und die Ar­ beitsfeder 17 drückt den Bolzen 16 bis an das Gehäuse des Dehnstoffelementes 11 in die Aufnahmeöffnung 10. Dabei ist die Arbeitsfeder 17 schwächer ausgelegt als die Überhubfeder 12, so daß bei einer Erwärmung der Brennkraftmaschine und da­ mit des Dehnstoffelementes 11 bei ausfahrendem Arbeitskolben 15 zunächst der Bolzen 16 bewegt wird und erst nach dessen maximalem Verstellweg das Dehnstoffelement 11 gegen die Kraft der Überhubfeder bewegt wird. Der Umlenkhebel 18 wird von ei­ ner nicht dargestellten Rückholfeder um die Exzentereinstell­ vorrichtung 19 verschwenkt und gibt die Regelstange 1 zu ei­ ner Verstellbewegung in Richtung einer Zunahme der Förder­ menge, die in der dargestellten Stellung der Startmehrmenge entspricht, frei. Der Verstellhebel 3 ist in der dargestell­ ten Position durch das Nichteinwirken des Fliehkraftreglers ebenfalls weiter nach rechts geschwenkt, so daß die Regel­ stange 1 hin zu einer Vergrößerung der Kraftstoffördermenge nach rechts verlagert ist und den Abstand l+y von der Vorder­ kante 2 des Kurbelgehäuses aufweist.

In Fig. 4 schließlich ist wiederum die Startstellung des Sy­ stems dargestellt, wobei im Unterschied zu Fig. 3 die Brenn­ kraftmaschine ihre Betriebstemperatur erreicht hat. Die dar­ gestellte Position entspricht somit einem wiederholten Start der Brennkraftmaschine, nachdem diese zuvor ihre Betriebstem­ peratur erreicht hat. Der Verstellhebel 3 und der Leerlaufhe­ bel 6 haben entsprechend die gleiche Position wie in Fig. 3, aber im Unterschied zu Fig. 3 ist der Arbeitskolben 15 des Dehnstoffelements 11 infolge der warmen Brennkraftmaschine voll aus dem Gehäuse des Dehnstoffelements ausgefahren. Ent­ sprechend ist der Umlenkhebel 18 um die Exzentereinstellvor­ richtung 19 verschwenkt und hat dementsprechend die Regel­ stange 1 wiederum nach links hin zu einer Verringerung der Kraftstoffördermenge verschoben. Dabei beträgt der Abstand der Regelstange 1 von der Vorderkante 2 des Kurbelgehäuses wieder das Maß l.

Claims (9)

1. Einspritzvorrichtung für selbstzündende Brennkraftma­ schinen mit einer über einen Verstellhebel von einem Flieh­ kraftregler verstellbaren Regelstange, die die von zumindest einem Einspritzpumpenelement geförderte Kraftstoffördermenge einstellt, wobei ein mit dem Verstellhebel zusammenwirkender Leerlaufhebel und ein mit dem Leerlaufhebel und der Regel­ stange zusammenwirkender Umlenkhebel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein temperaturabhängiges Verstel­ lelement den Verstellweg des Umlenkhebels 18 festlegt.

2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellelement an dem Leer­ laufhebel (6) angeordnet ist.

3. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellelement in den Leer­ laufhebel (6) integriert ist.

4. Einspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellelement ein Dehnstof­ felement (11) ist.

5. Einspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnstoffelement (11) gegen eine Überhubfeder (12) bewegbar ist.

6. Einspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in Wirkrichtung zwischen dem Ar­ beitskolben (15) des Dehnstoffelements (11) und dem Umlenkhe­ bel (18) ein Bolzen (16) angeordnet ist.

7. Einspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß eine Arbeitsfeder (17) den Bolzen (16) gegen den Arbeitskolben (15) bewegt.

8. Einspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkhebel (18) eine Ein­ stellvorrichtung aufweist.

9. Einspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung eine Ex­ zentereinstellvorrichtung (19) ist.